用于铸管的腐蚀防护的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防腐蚀的、可延展的铸管，一种用于制造铸管的方法以及一种用于制造防腐蚀的可延展的铸管的特定组成的用途。
【背景技术】
[0002]可延展的、构造成套筒的铸管(在这里指的是由铸铁构成的管)长期以来例如用于饮用水和废水管路。由于这种铸管在其应用中在大多情况下被敷设在地下并且进而持续与起腐蚀作用的环境(也就是潮湿的土壤)保持接触以及由于铸管在使用时与潜在的起腐蚀作用的材料(在饮用水的情况下为含氧的水，在矿泉水的情况下可能有酸性的水以及在废水的情况下有必要时还包含其他起腐蚀作用的成分(例如生物来源))发生接触，可延展的管必须为了延长其寿命而设有腐蚀防护部。
[0003]当前，在专业领域主要应用两种方法来提供针对可延展的管的腐蚀防护。第一种方法基于:管在第一步骤中涂有电化学活性的层(通常由锌构成)，在第二步骤中涂有第二防护层(例如由沥青或合成树脂构成，其中，合成树脂例如由环氧树脂还有聚氨酯构成)。这种用于腐蚀防护的方法的改动方案在于，所述管在并未事先镀锌的情况下涂覆有沥青层或聚合物层，这种沥青层或聚合物层可以由上面提到的材料或者也由聚乙烯等构成。
[0004]这种方法虽然具有能够以非常薄的层来实现腐蚀防护的优点(这一方面在管的增重以及后续加工方面，特别是在使用纵向力锁合的密封和连接系统时是有利的)，但还具有如下缺点:这样实现的层针对机械负荷(例如撞击还有切割类型的损伤)表现出相对低的耐受度，从而在加工这种管时需要多加小心，因为即便是在相对较小的区域中腐蚀防护部发生的损伤也可能导致管在比预期寿命明显更短的时间内被腐蚀进而泄漏或爆裂。另夕卜，这种管的缺点是，在制造时可能随之产生溶剂排放。用聚合物进行的涂覆在事先没有镀锌的情况下还具有如下缺点:为了施加耐久的腐蚀防护部，管在其制造之后进行喷砂处理或者以适当的形式化学酸洗，或者以其他方式进行复杂的预处理，这使得所述方法较为复杂并且进而也很昂贵。
[0005]用于在可延展的铸管上提供腐蚀防护部的第二方法在于:施加水泥砂浆的层，其中，特别是在水泥砂浆与铸管之间的外侧上还可以施加电化学活性的层。
[0006]尽管所述方法产生了比聚合物覆层的具有明显更高的机械负载能力的覆层，但是这种方法的缺陷在于:在此所需的层鉴于水泥砂浆的所需的机械稳定性还有多孔性而相对较厚，并且例如在应用插接套筒连接件时，在管的端部上涂层必须被再次去掉，这又明显提高了加工花费。
【发明内容】
[0007]因此，鉴于上述内容，所希望的是:提供一种方法，凭借其能够将可延展的铸管以起腐蚀防护作用的层来包围，该层具有比以基于聚合物的方法所实现的情况更佳的机械稳定性，而同时又使得该层具有相比于利用当前已知的传统的水泥砂浆方法的情况下更薄的层。
[0008]在此，令人惊讶地表明:在应用基于钙铝水泥的以乳胶改性的水泥砂浆时，能够形成附着在可延展的铸管上的、起腐蚀防护作用的层，这种层特别在实践中是无裂纹而且少空隙的，从而这种层能够以比传统的水泥砂浆的情况下明显更低的厚度来涂覆。以基于钙铝水泥的、乳胶改性的水泥砂浆为基础的覆层还表现出在可延展的铸管表面上(特别是在由于铸造方法而产生的氧化皮层上)出色的附着能力，从而这种覆层也可以在未经其他加工的情况下就能够施加到可延展的铸管上并且在那里表现出出色的附着能力。基于乳胶改性的水泥砂浆的覆层还表现出对于镀锌表面出色的附着能力。这样制造的层还表现出出色的机械性能，特别是很高的弹性、抗冲击性以及抗裂性，从而这种管也很好地耐受(如在敷设管时所施加的)常见的负荷。另外，已经表明:这样制造的覆层表现出较高的热稳定性并且能够耐受最高至150°C的温度。
[0009]最后还要说的是:利用基于钙铝水泥的、乳胶改性的水泥砂浆能够获得如下的起腐蚀防护作用的覆层，这种覆层足够薄，使得在不去掉起腐蚀作用的层情况下就能够与插接套筒一起应用，从而这种管在敷设时也证明能简单加工。
[0010]由此，本发明一方面涉及一种如下的可延展的铸管，这种铸管在内和/或外壳面的至少一部分上具有由乳胶改性的水泥砂浆制成的覆层，其中，乳胶改性的水泥砂浆是基于钙铝水泥的水泥砂浆，这种水泥砂浆按照干水泥的质量百分数计，成分如下:
[0011]至少5质量％的CaAl2O4
[0012]至少5 质量％ 的 Ca3Al2O6
[0013]至少一种无机填料
[0014]必要时，另外一种或多种铝酸盐，以及
[0015]必要时，辅料、杂质相和非晶态成分。
[0016]本发明另一方面涉及一种用于制造被涂覆的可延展的铸管的方法，这种方法具有如下步骤:
[0017]提供可延展的铸管，以及
[0018]以乳胶改性的水泥砂浆涂覆可延展的铸管的内和/或外壳面的至少一部分，
[0019]其中，乳胶改性的水泥砂浆是基于钙铝水泥的水泥砂浆，这种水泥砂浆按照干水泥的质量百分数计，成分如下:
[0020]至少5质量％的CaAl2O4
[0021]至少5 质量％ 的 Ca3Al2O6
[0022]至少一种无机填料
[0023]必要时，另外一种或多种铝酸盐，以及
[0024]必要时，辅料、杂质相和非晶态成分。
[0025]由此，本发明另一方面涉及一种将乳胶改性的水泥砂浆用于涂覆可延展的铸管的用途，其中，乳胶改性的水泥砂浆是基于钙铝水泥的水泥砂浆，这种水泥砂浆按照干水泥的质量百分数计，成分如下:
[0026]至少5质量％的CaAl2O4
[0027]至少5 质量％ 的 Ca3Al206
[0028]至少一种无机填料
[0029]必要时，另外一种或多种铝酸盐，以及
[0030]必要时，辅料、杂质相和非晶态成分。
[0031]在用于本发明的铸管中，可以是指各种本领域技术人员已知的铸管。在此情况下，可以是指直接铸造而得的管，还有经继续加工的管，例如经酸洗或喷砂的管，或者是指已设有电化学活性的层的管。
[0032]“乳胶”这一表达在本发明范围内表示聚合物颗粒在水中的胶状悬浮液或分散体。通常，乳胶包含约50质量％的、例如呈球形的聚合物颗粒，尺寸范围在0.01 μ m至约I μπι。用在乳胶中的聚合物可以是弹性体的而且为热塑性的聚合物，其中，一般优选的是弹性体的聚合物。用在乳胶中的聚合物既可以是天然来源的，也可以是合成来源的。针对在本发明范围内适合用于制造乳胶的聚合物的示例包括如下物质(但不限于此):聚丙烯酸酯、基于丁二烯的聚合物和共聚物(诸如苯乙烯-丁二烯共聚物或丁二烯-丙烯酸酯共聚物)、基于苯乙烯的聚合物和共聚物(诸如苯乙烯-丙烯酸酯共聚物)、聚异戊二烯橡胶以及聚氯丁二烯橡胶。在本发明的一些实施方式中，可以优选的是:乳胶是基于聚异戊二烯橡胶或聚氯丁二烯橡胶的乳胶。
[0033]为了制造根据本发明所使用的水泥砂浆，所使用的干水泥与乳胶掺混，其中，必要时添入添加物质。通常，包含在乳胶中的水实现了水泥砂浆的拌混，但也可行的是:加入额外的水。
[0034]无机填料的表述在本发明范围内表示如下的颗粒状无机材料，这种无机材料适合作为用于水泥砂浆的辅料。通常，所述材料是指平均粒径为500 μ m及更小(优选为100 μ m及更小)的细粒材料。但例如也可行的是:填料呈短纤维、例如玻璃纤维或碳纤维(也称须晶)形式存在。无机填料可以是合成的或天然的材料，例如矿物填料。针对适当填料的示例包括如下物质(但不限于此):石英；玄武岩；花岗岩；长石；基于铝的填料(例如基于氧化铝或铝硅酸盐的填料)；粘土或粘土矿物(例如高岭土、温石棉、伊来石、蒙皂石、蛭石、绿泥石、蒙脱石、贝德石(Beidelllit)、绿脱石、皂石或者皂土)；基于硅、钛或硼的氧化物的填料；以及基于锆的氧化物及硅酸盐的填料。在一些实施方式中，可以优选的是:无机填料是基于娃(特别是基于S12)的填料。基于S12的填料可以是指基于非晶态S1 2的填料(例如基于硅藻土的填料)或者是指基于晶态S12，例如石英。
[0035]基于钙铝水泥的水泥砂浆可以是已经完成拌混的产品，或者是专门制成的混合物。在一些实施方式中，高铝水泥作为原料用于在本发明中使用的基于钙铝水泥的水泥砂楽■是有利的。
[0036]相对于上面提到的内含物质附加地，用于本发明的水泥砂浆可以具有其他普遍公知的辅助物质和附加物质。对此的示例包括如下物质(但不限于此):即消泡剂、表面活性剂(例如用于使乳胶稳定的表面活性剂)、增附剂、起增强作用的纤维或者聚合物和聚合物颗粒。
[0037]为了施加乳胶改性的水泥砂浆，能够使用各种本领域公知的方法。针对所述方法的示例包括(但不限于此):喷涂方法、铸造方法(特别是离心铸造法)以及挤出方法。必要时，接着水泥砂浆的施加步骤的还可以有如下步骤:在该步骤中，可延展的铸管被至少部分地用无纺布材料带或者织物带(特别是聚合物织物带)缠绕。在一些实施方式中，可以优选的是:水泥砂楽通过应用宽缝喷嘴的挤出方法来施加。也可以有利的是:水泥砂楽通过喷涂方法来施加，这种喷涂方法被称为无空气喷涂法。
[0038]“具有”或者“具有…的”的表述在本发明中表示开放的列举，并且除了提到的组分或步骤之外，不排除其他组分或步骤。
[0039]“由…组成”或者“由…组成的”的表述在本发明中表示封闭的列举，并且除了提到的组分或步骤之外，排除其他组分或步骤。
[0040]“基本上由…组成”或者“基本上由…组成的”的表述在本发明中表示部分封闭的列举，并且表示如下的组成，该组成除了提到的组分之外，仅还具有在物质上不改变组成性质的或者以物质上不改变组成性质的数量存在的其他组分。
[0041]当在本发明的范围内介绍组成时，用到“具有”或者“具有…的”的表述时，这在表达上包括如下的组成，其由所提到的组分组成或者基本上由所提到的组分组成。